Реакция HCl + CaCO3 в герметичной камере

[Lotrex]

Суть в следующем. В герметично закрытой камере объемом примерно 137 куб. см. протекает реакция 6%-го водного раствора HCl и кальцита. Объем раствора примерно 15 мл, количество кальцита 0.5 г. Необходимо определить аналитическое выражения для зависимости давления в камере от времени.

Имеется экспериментально полученная кривая. Начальный участок кривой (первые 40 сек.) представляет из себя экспоненту y(t) = A(1-exp(kt)) с постоянной времени k = -0.13973 1/сек. Дальнейшее поведение кривой я и хочу обсудить. Казалось бы, реакция должна завершится в первые минуты и давление дальше расти не должно. Но после первых 40-50 сек. рост давления сначала резко замедляется, а потом опять начинает медленно нарастать в течение еще примерно 1000 секунд.

Я предполагаю, это связано с тем, что CO2, выделившийся в результате реакции под действием увеличившегося давления камере сильнее расворяется в воде (т.е. в тех 15 мл. водного раствора HCl) и медленно из нее выходит.

Вопросы к уважаемым специалистам у меня такие:

-Действительно ли дело в том, что CO2 растворяется в водном растворе?

-Если да, то:

--как зависит растворимость CO2 в воде от давления?

--как зависят скорости реакций H2O+CO2 -> H2CO3 и H2CO3 -> H2O+CO2 от давления (желательно бы узнать хотя бы несколько значений постоянных времени этих реакций для разных значений давления)

-Если нет, то какие процессы там происходит, и чем обусловлен такой вид кривой?

Вот и сами кривульки (по вертикали - давление в атмосферах, по горизонтали - время в секундах),

вся кривая:

верхняя часть:

[Lotrex]

Прошу прощения, если картинки не грузятся. Я их загрузил еще и на другой хостинг.

Вот первая картинка:

Вот вторая:

[stannan]

Прошу прощения, если картинки не грузятся. Я их загрузил еще и на другой хостинг.

Вот первая картинка:

Вот вторая:

 

Для определенности инфы явно мало, скажите, а Вы не пробовали также фиксировать и температуру, параллельно с давлением?

Я бы сказал, что начальный участок <-> скорость диффузии/перемешивания. Перегиб - смесь охладилась и дальнейшее выделение газа возможно только после теплообмена. Асимптота - равновесная точка в закрытой системе.

 

Для определенности инфы явно мало, скажите, а Вы не пробовали также фиксировать и температуру, параллельно с давлением?

Я бы сказал, что начальный участок <-> скорость диффузии/перемешивания. Перегиб - смесь охладилась и дальнейшее выделение газа возможно только после теплообмена. Асимптота - равновесная точка в закрытой системе.

 

Асимптота могла быть точкой рвновесия при существенно большем давлении, сорри. Здесь видимо - полное выделение газа.

[Lotrex]

Кривой температуры нет. Могу только сказать, что перед реакцией температура составляла 24.7 по Цельсию, и в течение реакции менялась крайне незначительно (что-то в пределах 1 градуса). К сожалению, датчик температуры в приборе установлен не в жидкости, а над ней, в газе (на расстоянии примерно 8-10 см. от поверхности жидкости) и судить по нему о температуре жидкости вряд ли возможно.